WO2008011904A1 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

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Ulrich Henger
Andreas Kloss
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/06—Starting switches thermal only

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. It also relates to a method for driving a high-pressure discharge lamp according to the preamble of patent claim 5.
  • FIG. 1 schematically shows the most important components of such a high-pressure discharge lamp.
  • a generally designated 10 lamp outer bulb is symbolically illustrated by a dot-dashed contour.
  • On the outer bulb there is a first port 12 and a second port 14.
  • the second port 14 is e.g. to mass.
  • a discharge vessel 16 having a first terminal 18 and a second terminal 20, the latter is also grounded.
  • a spiral pulse generator 22 Interposed between the first terminal 12 of the bulb outer bulb 10 and the first terminal 18 of the discharge vessel is a spiral pulse generator 22.
  • first path 24 of the spiral pulse generator By “interposed” is to be understood that a possible current flows through a first path 24 of the spiral pulse generator, while the second The first line 24 and the second line 26 can be bridged by means of a short-circuit switch 28.
  • the second line 26 is connected to ground via a charging resistor 30.
  • the spiral pulse generator 22 serves to ignite the active gas located in the discharge vessel 16. After ignition, a current predetermined by the external connection of the lamp flows through the discharge vessel 16 and thus from the first terminal 12 of the lamp outer bulb 10 to the second terminal 14, ie in particular via the intermediate voltage generator 22 or more precisely via the first line 24 of the spiral pulse generator 22. Due to the internal resistance of the Spiralpuls- generator 22, therefore, there is a voltage drop Thus, in the spiral pulse generator 22, during normal lamp operation, electrical power is converted to heat, in addition to heat generated by the discharge vessel. This power is lost to the lamp, so the system efficiency is correspondingly reduced. The generator is additionally heated, so that its life is shortened.
  • a temperature-dependent closing switch is connected in parallel with the ignition device between the first connection of the outer bulb and the first connection of the discharge vessel. Since the discharge vessel 16 heats up considerably during operation - a value of 500 ° C. is reached soon after ignition, for example - the socket of the discharge vessel is thus closed during operation and the ignition device is bridged. This eliminates the disadvantage that over the ignition device, a voltage drops and thus power is lost.
  • the invention is independent of the ignition device used, preferably a spiral pulse generator is used.
  • the temperature-dependent switch is preferably a bimetallic switch.
  • a bimetal switch has the advantage that it also opens again depending on the temperature.
  • Another disadvantage of the prior art is overcome, which results from the fact that a heated discharge vessel requires a higher ignition voltage. Often, after prolonged use, the discharge vessel is so heated that it can not ignite immediately when it is switched off and switched on again at short notice. A corresponding ignition device then only brings voltages that are too low.
  • the bimetallic switch the ignition device remains bridged, even if the lamp is turned off until the discharge vessel has cooled sufficiently. The ignition device is thus not activated in vain when restarting, but remains inactive.
  • a suitable closing temperature ie the temperature at which the switch closes after the temperature has been increased, is between 70 ° C and 500 ° C, preferably between 90 ° C and 350 ° C.
  • the lower limit is mainly determined by typical temperatures, which can prevail in given ambient influences in the lamp outer bulb; it should be at least 10 ° to * 15 ° above these temperatures.
  • An upper possible value for the closing temperature results from the proximity of the temperature-dependent closing switch to the discharge vessel and the desired speed when switching, both in terms of closing and reopening.
  • the method according to the invention for driving a high-pressure discharge lamp, in which ignition takes place by means of an ignition device which is arranged together with a discharge vessel in an outer bulb of the high-pressure discharge lamp, is characterized in that after ignition a switch is activated which controls the operation of the high-pressure discharge lamp necessary current at the ignition device. at directs.
  • the switch is preferably thermally activated.
  • the method can be further developed by using the high-pressure discharge lamp in the previously mentioned embodiments.
  • Figure 1 schematically illustrates the essential components of a high-pressure discharge lamp of that (post-published) prior art, from which the invention proceeds, and
  • FIG. 2 schematically illustrates the essential components of a high-pressure discharge lamp according to the invention.
  • Figure 2 shows the arranged in a lamp outer bulb 10 essential components of a high-pressure discharge lamp according to the invention in a representation analogous to Figure 1, wherein the same reference numerals are used for the same components.
  • the starting point was that a spiral pulse generator 22 between the input 12 of the lamp outer bulb 10 and the input 18 of the discharge vessel 16 was interposed.
  • the invention now provides a bimetallic switch 32 which closes when the temperature increases, and which is connected in parallel with the spiral pulse generator 22 (to be more precise its first conduction path 24), ie is also interposed between the connection 12 of the bulb outer bulb 10 and the connection 18.
  • the spiral pulse generator is still used to ignite the lamp, that is, the active gas in the discharge vessel 16. This is described in more detail in the subsequently published DE 10 2005 061 832.
  • the closing one Bimetallic switch 32 is active after the ignition when due to the operation of the lamp, the temperature in the lamp outer bulb 10 rises. When the closing temperature of the bimetallic switch 32 is reached, it closes and prevents the operating current flowing through the discharge vessel 16 (from the terminal 12 to the terminal 14 of the bulb outer bulb 10) causing a considerable voltage drop, resulting in a loss of power.
  • the only provided for the ignition Spiralpulsgenerator 22 is thus bypassed after fulfilling its task circuit.
  • the high-pressure discharge lamp from DE 10 2005 061 832 which has an improved ignitability, is thereby further optimized.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

Hochdruckentladungslampe, mit einem Aussenkolben (10), an dem ein erster Anschluss (12) und ein zweiter Anschluss (14) bereitgestellt sind, und mit einem in dem Aussenkolben (10) untergebrachten Entladungsgefäss (16) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss (18, 20) und mit einer in dem Aussenkolben (10) untergebrachten Zündvorrichtung (22), die zwischen den ersten Anschluss (12) des Aussenkolbens und den ersten Anschluss (18) des Entladungsgefässes (16) geschaltet ist. Ein temperaturabhängig schliessender Schalter (32) ist parallel zu der Zündvorrichtung (22) zwischen dem ersten Anschluss (12) des Aussenkolben (10) und dem ersten Anschluss (18) des Entladungsgefässes (16) geschaltet. Beim Betrieb der Lampe fliesst somit der Strom an dem Spiralpulsgenerator (32) vorbei, so dass keine Leistung verloren geht.

Description

Beschreibung
Hochdruckentladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Ansteuern einer Hochdruckentladungslampe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
Stand der Technik
Eine solche Hochdruckentladungslampe und ein solches Verfahren sind in der nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten DE 10 2005 061 832 beschrieben. Figur 1 zeigt schematisch die wichtigsten Bauteile einer derartigen Hochdruckentladungslampe. Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Lampen-Außenkolben ist durch eine strichpunktierte Kontur symbolisch veranschaulicht. An dem Außenkolben gibt es einen ersten An- Schluss 12 und einen zweiten Anschluss 14. Der zweite Anschluss 14 liegt z.B. an Masse. In dem Lampen-Außenkolben 10 befindet sich als Herzstück der Lampe ein Entladungsgefäß 16 mit einem ersten Anschluss 18 und einem zweiten Anschluss 20, wobei letzterer ebenfalls an Masse liegt. Zwischen den ersten Anschluss 12 des Lampen-Außenkolbens 10 und den ers- ten Anschluss 18 des Entladungsgefäßes zwischengeschaltet ist ein Spiralpulsgenerator 22. Unter „zwischengeschaltet" ist hierbei zu verstehen, dass ein möglicher Strom über eine erste Leitungsbahn 24 des Spiralpulsgenerators fließt, während die zweite Leitungsbahn 26 nicht an das Entladungsgefäß angeschlossen ist. Die erste Leitungsbahn 24 und die zweite Leitungs- bahn 26 sind mit Hilfe eines Kurzschlussschalters 28 überbrückbar. Die zweite Leitungsbahn 26 ist über einen Ladewiderstand 30 mit Masse verbunden.
Der Spiralpulsgenerator 22 dient zum Zünden des in dem Entladungsgefäß 16 befindlichen Wirkgases. Nach dem Zünden fließt ein durch die Außenbe- schaltung der Lampe vorgegebener Strom durch das Entladungsgefäß 16 und somit vom ersten Anschluss 12 des Lampen-Außenkolbens 10 zum zweiten Anschluss 14, also insbesondere über den zwischengeschalteten Spannungsgenerator 22 bzw. genauer gesagt über die erste Leitungsbahn 24 des Spiralpulsgenerators 22. Durch den Innenwiderstand des Spiralpuls- generators 22 kommt es daher zu einem Spannungsabfall über dem Spiralpulsgenerator 22. Somit wird im Spiralpulsgenerator 22 während des normalen Lampenbetriebs elektrische Leistung in Wärme umgesetzt, zusätzlich zur von dem Entladungsgefäß erzeugten Wärme. Diese Leistung ist für die Lampe verloren, so dass entsprechend die Systemeffizienz verringert ist. Der Generator wird zusätzlich aufgeheizt, so dass seine Lebensdauer verkürzt wird.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile, die die Hochdruckentladungslampe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , welche unter Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde, aufweist, zu überwinden und insbe- sondere eine Hochdruckentladungslampe mit guter Zündung bereitzustellen, bei der nicht wegen der Zwischenschaltung eines Spiralpulsgenerators Teile der Leistung verloren gehen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckentladungslampe mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen nach Patentanspruch 5.
Erfindungsgemäß wird parallel zu der Zündvorrichtung zwischen dem ersten Anschluss des Außenkolbens und dem ersten Anschluss des Entladungsgefäßes ein temperaturabhängig schließender Schalter geschaltet. Da sich das Entladungsgefäß 16 beim Betrieb beträchtlich erwärmt - am Sockel des Entladungsgefäßes wird bald nach der Zündung z.B. ein Wert von 500° C er- reicht - wird somit der Schalter im Betrieb geschlossen und die Zündvorrichtung überbrückt. Damit ist der Nachteil beseitigt, dass über die Zündvorrichtung eine Spannung abfällt und somit Leistung verloren geht. Die Erfindung ist unabhängig von der verwendeten Zündvorrichtung, bevorzugt wird ein Spiralpulsgenerator verwendet.
Der temperaturabhängige Schalter ist bevorzugt ein Bimetallschalter. Ein Bimetallschalter hat den Vorteil, dass er sich temperaturabhängig auch wie- der öffnet. So wird auch ein weiterer Nachteil des Standes der Technik überwunden, der sich daraus ergibt, dass ein erhitztes Entladungsgefäß eine höhere Zündspannung benötigt. Oft ist nach längerem Betrieb das Entladungsgefäß so erhitzt, dass es, wenn es ausgeschaltet und kurzfristig wieder eingeschaltet wird, nicht sofort wieder zünden kann. Eine entsprechende Zünd- Vorrichtung bringt dann lediglich Spannungen auf, die zu gering sind. Bei Verwendung des Bimetallschalters bleibt die Zündvorrichtung überbrückt, auch wenn die Lampe ausgeschaltet wird, bis sich das Entladungsgefäß ausreichend abgekühlt hat. Die Zündvorrichtung wird somit bei einem Wiedereinschalten nicht vergeblich aktiviert, sondern bleibt inaktiv.
Eine geeignete Schließtemperatur, also die Temperatur, bei der der Schalter schließt, nachdem die Temperatur erhöht wurde, liegt zwischen 70° C und 500° C, bevorzugt zwischen 90° C und 350° C. Die untere Grenze bestimmt sich hauptsächlich aus typischen Temperaturen, die bei gegebenen Umwelteinflüssen im Lampenaußenkolben herrschen können; sie sollte mindestens 10° bis* 15° über diesen Temperaturen liegen. Ein oberer möglicher Wert für die Schließtemperatur ergibt sich aus der Nähe des temperaturabhängig schließenden Schalters zum Entladungsgefäß und der gewünschten Schnelligkeit beim Umschalten, und zwar sowohl was das Schließen als auch das Wiederöffnen betrifft.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern einer Hochdruckentladungslampe, bei der eine Zündung vermittels einer Zündvorrichtung erfolgt, die zusammen mit einem Entladungsgefäß in einem Außenkolben der Hochdruckentladungslampe angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Zündung ein Schalter aktiviert wird, der den für einen Betrieb der Hochdruckentladungslampe notwendigen Strom an der Zündvorrichtung vor- bei leitet. Der Schalter wird bevorzugt thermisch aktiviert. Das Verfahren kann durch die Verwendung der Hochdruckentladungslampe in den bisher genannten Ausführungsformen weiter fortgebildet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Be- zug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
Figur 1 schematisch die wesentlichen Bauteile einer Hochdruckentladungslampe desjenigen (nachveröffentlichten) Standes der Technik veranschaulicht, von dem die Erfindung ausgeht, und
Figur 2 schematisch die wesentlichen Bestandteile einer erfindungsgemä- ßen Hochdruckentladungslampe veranschaulicht.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 2 zeigt die in einem Lampen-Außenkolben 10 angeordneten wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe in einer zur Figur 1 analogen Darstellung, wobei für dieselben Bauteile dieselben Bezugszahlen verwendet sind.
Ausgangslage war, dass ein Spiralpulsgenerator 22 zwischen dem Eingang 12 des Lampen-Außenkolbens 10 und dem Eingang 18 des Entladungsgefäßes 16 zwischengeschaltet war. Die Erfindung stellt nun einen sich bei Erhöhung der Temperatur schließenden Bimetallschalter 32 bereit, der parallel zum Spiralpulsgenerator 22 (genauer gesagt zu dessen erster Leitungsbahn 24) geschaltet ist, also ebenfalls zwischen den Anschluss 12 des Lampen- außenkolbens 10 und den Anschluss 18 zwischengeschaltet ist.
Der Spiralpulsgenerator dient nach wie vor zum Zünden der Lampe, also des in dem Entladungsgefäß 16 befindlichen Wirkgases. Dieses ist genauer in der nachveröffentlichten DE 10 2005 061 832 beschrieben. Der schließende Bimetallschalter 32 wird nach der Zündung aktiv, wenn durch den Betrieb der Lampe bedingt die Temperatur im Lampen-Außenkolben 10 ansteigt. Wird die Schließtemperatur des Bimetallschalters 32 erreicht, schließt dieser und verhindert, dass der Betriebsstrom, der über das Entladungsgefäß 16 (vom Anschluss 12 zum Anschluss 14 des Lampen-Außenkolbens 10) fließt, für einen beträchtlichen Spannungsabfall sorgt, der einen Leistungsverlust mit sich bringt. Der nur für das Zünden vorgesehene Spiralpulsgenerator 22 wird somit nach Erfüllung seiner Aufgabe schaltungsmäßig umgangen. Die Hochdruckentladungslampe aus der DE 10 2005 061 832, die eine verbesserte Zündfähigkeit aufweist, wird dadurch weiter optimiert.

Claims

Ansprüche
1 . Hochdruckentladungslampe mit einem Außenkolben (10), an dem ein erster Anschluss (12) und ein zweiter Anschluss (14) bereitgestellt sind, und mit einem in dem Außenkolben (10) untergebrachten Entladungsgefäß (16) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss (18, 20) und mit einer in dem Außenkolben (10) untergebrachten Zündvorrichtung (22), die zwischen den ersten Anschluss (12) des Außenkolbens und den ersten Anschluss (18) des Entladungsgefäßes (16) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Zündvorrichtung (22) zwischen dem ersten Anschluss (12) des Außenkolbens (10) und dem ersten Anschluss (18) des Entladungsgefäßes (16) ein temperaturabhängig schließender Schalter (32) geschaltet ist.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , wobei die Zündvorrichtung ein Spiralpulsgenerator (22) ist.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
-dass der temperaturabhängig schließende Schalter ein Bimetallschalter (32) ist.
4. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (32) bei einer Erhöhung der Temperatur auf eine Schließtemperatur schließt, die zwischen 70° C und 500° C, bevorzugt zwischen 90° C und 350° C liegt.
5. Verfahren zum Ansteuern einer Hochdruckentladungslampe, bei der eine Zündung vermittels einer Zündvorrichtung (22) erfolgt, die zusammen mit einem Entladungsgefäß (16) in einem Außenkolben (10) der Hochdruckentladungslampe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Zündung ein Schalter (32) aktiviert wird, der den für einen Betrieb der Hochdruckentladungslampe notwendigen Strom an der Zündvorrichtung (22) vorbeileitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (32) thermisch aktiviert wird.
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